(57)【要約】【課題】  組付部品の撮像画像から当該部品の輪郭線を抽出する際に不要な部分の輪郭線がノイズとして混入するのを防止し、パターンマッチングによる組付部品の正誤等の判定精度を向上する。【解決手段】  組付部品を撮像した画像データは、画像強調処理部４２１で黒色領域の解像度を高めるように濃度強調が行われた後、ボケ画像生成部４２２でピンボケのボケ画像が生成される。更に輪郭線抽出部４２３でボケ画像から組付部品の輪郭線などのパターンが抽出され、パターンマッチング処理部４２４でこの抽出パターンを標準パターン記憶部４２６に予め記憶された標準パターンと照合して両パターンの一致率が算出される。そして、部品判定部４２５でパターンの一致率を所定の閾値と比較することにより撮像対象の組付部品７の正誤及び欠品の有無が判定される。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像装置で撮像された対象物のディジタル画像を入力する画像入力手段と、
上記対象物の撮像画像に対応する標準的な撮像画像のパターンが記憶された記憶手段と、
上記ディジタル画像の濃度強調を行う濃度強調処理手段と、
上記濃度強調処理が行われた上記ディジタル画像を用いて上記対象物のボケ画像を生成するボケ画像生成手段と、
上記ボケ画像を用いて上記対象物の撮像画像のパターンを抽出するパターン抽出手段と、
上記パターン抽出手段により抽出されたパターンを上記記憶手段に記憶された標準的なパターンと比較することにより上記撮像装置で撮像された対象物の正誤を判定する判定手段と、
を備えたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
撮像画像を用いて所定の画像処理を行うことにより撮像の対象物を識別する画像処理方法であって、
撮像装置で撮像された対象物のディジタル画像を入力する画像入力工程と、
上記ディジタル画像の濃度強調を行う濃度強調処理工程と、
上記濃度強調処理が行われた上記ディジタル画像を用いて上記対象物のボケ画像を生成するボケ画像生成工程と、
上記ボケ画像を用いて上記対象物の撮像画像のパターンを抽出するパターン抽出工程と、
上記パターン抽出工程により抽出されたパターンを記憶手段に記憶された上記対象物の撮像画像に対応する標準的な撮像画像のパターンと比較することにより上記撮像装置で撮像された対象物の正誤を判定する判定工程と、
を備えたことを特徴とする画像処理方法。
【請求項３】
少なくとも１個の外部装着部品を具備するワークの当該外部装着部品を撮像する撮像手段と、
上記撮像手段を上記ワークの所定の撮像位置に設定する位置設定手段と、
上記外部装着部品の撮像画像に対応する標準的な撮像画像のパターンが記憶された記憶手段と、
上記撮像手段で撮像された上記外部装着部品のディジタル画像の濃度強調を行う濃度強調処理手段と、
上記濃度強調処理が行われた上記ディジタル画像を用いて上記外部装着部品のボケ画像を生成するボケ画像生成手段と、
上記ボケ画像を用いて上記外部装着部品の撮像画像のパターンを抽出するパターン抽出手段と、
上記パターン抽出手段により抽出されたパターンを上記記憶手段に記憶された標準的なパターンと比較することにより上記撮像装置で撮像された外部装着部品の正誤を判定する部品判定手段と、
上記部品判定手段の判定結果を視覚可能に出力する出力手段と、
を備えたことを特徴とする誤欠品検査装置。
【請求項４】
少なくとも１個の外部装着部品を具備するワークの当該外部装着部品を撮像装置で撮像し、当該撮像装置から出力される撮像画像を用いて上記ワークに外部装着された部品の正誤を検査する誤欠品検査方法であって、
上記撮像装置を上記ワークの所定の撮像位置に設定して上記外部装着部品を撮像する撮像工程と、
上記撮像装置で撮像された上記外部装着部品のディジタル画像の濃度強調を行う濃度強調処理工程と、
上記濃度強調処理が行われた上記ディジタル画像を用いて上記外部装着部品のボケ画像を生成するボケ画像生成工程と、
上記ボケ画像を用いて上記外部装着部品の撮像画像のパターンを抽出するパターン抽出工程と、
上記パターン抽出工程により抽出されたパターンを記憶手段に記憶された上記外部装着部品の撮像画像に対応する標準的な撮像画像のパターンと比較することにより上記撮像装置で撮像された外部装着部品の正誤を判定する部品判定工程と、
上記部品判定工程の判定結果を視覚可能に出力する出力工程と、
を備えたことを特徴とする誤欠品検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像画像を用いて所定の画像処理を行うことにより撮像対象物を識別する画像処理方法及び画像処理装置、並びにこの画像処理方法及び画像処理装置が適用される、例えば自動車のエンジンの外部装着部品の誤欠品を検査する誤欠品検査方法及び誤欠品検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車の部品の組立工程では、その部品に組み付けられている複数の部品が正しいか否か、及び組み付けられるべき部品の欠品があるか否かを検査する工程（以下、この工程を誤欠品検査工程という。）が設けられている。例えばエンジンの組立工程では、エンジンに組み付けられるＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）バルブ、オイルフィラキャップ、ターボチャージャーなどの複数種類の部品が正しいか否か、及びこれらの部品に欠品があるか否かが検査されている。
【０００３】
そして、この誤欠品検査工程では、専用の誤欠品検査装置を用いて組付部品の誤欠品の検査が行われている。誤欠品検査装置は、例えば特許第３３７２０１４号公報に記載されているように、ロボットのアームの先端に照明装置と撮像装置とが一体となった撮像ユニットが設けられたもので、この撮像ユニットをエンジンに対して所定の撮像位置に設定して組付部品を撮像し、その撮像画像に所定の画像処理を行って当該組付部品の有無及び正誤を判定するようになっている。
【０００４】
具体的には、図１０（ａ）〜（ｃ）に示すように、組付部品の撮像画像（以下、この画像を原画像という。）に縁点強調処理を施し、その縁点強調画像を用いて周知のエッジ検出処理により撮像画像内の線（当該組付部品の形状を含む画像の輪郭線）を抽出し、この輪郭線のパターン（抽出パターン）を予め用意されている標準の輪郭線のパターン（標準パターン。図示せず）と比較して両パターンの一致率（％）を算出し、例えばその一致率が所定の閾値（例えば６０％）以上であるか否かにより組付部品の正誤等を判定するようになっている。
【特許文献１】特許第３３７２０１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
例えばエンジンは、本体が鋳鉄で成形されており、全体に色が黒く、その本体外部に比較的暗い色のＥＸエンジンブラケットなどの小部品が組み付けられている。このため、エンジン全体が黒っぽい色となるので、誤欠品検査装置で組付部品を撮像する際には、当該組付部品の輪郭部分に明瞭な濃淡の変化が表れるように、組付部品の近接位置に撮像ユニットを設定し、照明光を当該組付部品に照射して撮像画像を取得するようになっている。
【０００６】
しかし、照明光を照射して撮像した撮像画像（原画像）は、組付部品の背景となるエンジン本体等にも照明光が当たるため、原画像の縁点強調処理において、例えばエンジン本体の地肌の模様（鋳鉄の表面にできた凸凹の鋳肌模様）が浮かび上がり、その後のエッジ検出処理でエンジン本体の鋳肌模様が輪郭線として抽出されることになる。
【０００７】
このため、従来、パターンマッチングにより組付部品の正誤判定を行った場合、正しい組付部品に対する一致率の分布は、図１１の実線で示すようになる一方、正しい組付部品に形状が類似している組付部品に対する一致率の分布は、図１１の点線で示すようになり、Ａで示す部分は誤品として誤判定され、Ｂで示す部分は正品として誤判定されていた。
【０００８】
この結果、誤品と判定され、その組付部品について作業員による黙視検査が行われた場合、例えばその誤品判定が、Ａで示す部分の誤判定であると、正しい組付部品について誤欠品検査装置による検査と作業員による黙視検査とが行われることになり、不必要に作業工数と時間が掛かるという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、識別精度が高く、誤判定の少ない画像処理方法及び画像処理装置、並びにこの画像処理方法と画像処理装置とが適用される誤欠品検査方法と誤欠品検査装置とを提供する。
【００１０】
本発明は、撮像装置で撮像された対象物のディジタル画像を入力する画像入力手段と、上記対象物の撮像画像に対応する標準的な撮像画像のパターンが記憶された記憶手段と、上記ディジタル画像の濃度強調を行う濃度強調処理手段と、上記濃度強調処理が行われた上記ディジタル画像を用いて上記対象物のボケ画像を生成するボケ画像生成手段と、上記ボケ画像を用いて上記対象物の撮像画像のパターンを抽出するパターン抽出手段と、上記パターン抽出手段により抽出されたパターンを上記記憶手段に記憶された標準的なパターンと比較することにより上記撮像装置で撮像された対象物の正誤を判定する判定手段と、を備えたことを特徴とする画像処理装置である（請求項１）。
【００１１】
また、本発明は、撮像画像を用いて所定の画像処理を行うことにより撮像の対象物を識別する画像処理方法であって、撮像装置で撮像された対象物のディジタル画像を入力する画像入力工程と、上記ディジタル画像の濃度強調を行う濃度強調処理工程と、上記濃度強調処理が行われた上記ディジタル画像を用いて上記対象物のボケ画像を生成するボケ画像生成工程と、上記ボケ画像を用いて上記対象物の撮像画像のパターンを抽出するパターン抽出工程と、上記パターン抽出工程により抽出されたパターンを記憶手段に記憶された上記対象物の撮像画像に対応する標準的な撮像画像のパターンと比較することにより上記撮像装置で撮像された対象物の正誤を判定する判定工程と、を備えたことを特徴とする（請求項２）。
【００１２】
上記構成の画像処理装置又は画像処理方法によれば、撮像装置で撮像された対象物のディジタル画像が入力されると、このディジタル画像の濃度強調が行われ、更にそのディジタル画像を用いて対象物のボケ画像が生成される。そして、このボケ画像を用いて対象物の撮像画像のパターンが抽出され、この抽出パターンと記憶手段に記憶された標準的な撮像画像のパターン（以下、標準パターンという。）を比較することにより撮像された対象物の正誤が判定される。
【００１３】
本発明によれば、ボケ画像を用いて対象物の撮像画像のパターンが抽出されるので、濃度強調処理により対象物の形状や対象物の背景若しくは周辺で濃度変化を有する部分が輪郭線として残った場合にも一定値以上の濃度差がない部分は、ボケ画像で不明瞭となるから、撮像画像のパターンとして抽出されない。従って、対象物の形状を示す輪郭部分のように比較的大きい濃度変化を有する部分のみが撮像画像を構成するパターンとして抽出されるから、標準パターンとの比較による対象物の正誤判定の精度が向上する。
【００１４】
すなわち、例えば抽出パターンと標準パターンとの一致率が所定の閾値を越えるか否かにより対象物の正誤を判定する場合、対象物が正しい場合の一致率の分布は所定の閾値よりも比較的高い値の部分に集まる一方、対象物が誤っている場合の一致率の分布は所定の閾値よりも比較的低い値の部分に集まり、両分布の裾野が閾値の近傍に広がらなくなるので、対象物の正誤判定の精度が向上する。
【００１５】
本発明は、少なくとも１個の外部装着部品を具備するワークの当該外部装着部品を撮像する撮像手段と、上記撮像手段を上記ワークの所定の撮像位置に設定する位置設定手段と、上記外部装着部品の撮像画像に対応する標準的な撮像画像のパターンが記憶された記憶手段と、上記撮像手段で撮像された上記外部装着部品のディジタル画像の濃度強調を行う濃度強調処理手段と、上記濃度強調処理が行われた上記ディジタル画像を用いて上記外部装着部品のボケ画像を生成するボケ画像生成手段と、上記ボケ画像を用いて上記外部装着部品の撮像画像のパターンを抽出するパターン抽出手段と、上記パターン抽出手段により抽出されたパターンを上記記憶手段に記憶された標準的なパターンと比較することにより上記撮像装置で撮像された外部装着部品の正誤を判定する部品判定手段と、上記部品判定手段の判定結果を視覚可能に出力する出力手段と、を備えたことを特徴とする誤欠品検査装置である（請求項３）。
【００１６】
また、本発明は、少なくとも１個の外部装着部品を具備するワークの当該外部装着部品を撮像装置で撮像し、当該撮像装置から出力される撮像画像を用いて上記ワークに外部装着された部品の正誤を検査する誤欠品検査方法であって、上記撮像装置を上記ワークの所定の撮像位置に設定して上記外部装着部品を撮像する撮像工程と、上記撮像装置で撮像された上記外部装着部品のディジタル画像の濃度強調を行う濃度強調処理工程と、上記濃度強調処理が行われた上記ディジタル画像を用いて上記外部装着部品のボケ画像を生成するボケ画像生成工程と、上記ボケ画像を用いて上記外部装着部品の撮像画像のパターンを抽出するパターン抽出工程と、上記パターン抽出工程により抽出されたパターンを記憶手段に記憶された上記外部装着部品の撮像画像に対応する標準的な撮像画像のパターンと比較することにより上記撮像装置で撮像された外部装着部品の正誤を判定する部品判定工程と、上記部品判定工程の判定結果を視覚可能に出力する出力工程と、を備えたことを特徴とする（請求項４）。
【００１７】
上記構成の誤欠品検査装置又は誤欠品検査方法によれば、撮像装置で撮像されたワークの外部装着部品のディジタル画像が入力されると、このディジタル画像の濃度強調が行われ、更にそのディジタル画像を用いて対象物のボケ画像が生成される。そして、このボケ画像を用いて外部装着部品の撮像画像のパターンが抽出され、この抽出パターンと記憶手段に記憶された外部装着部品の標準パターンを比較することにより撮像された外部装着部品の正誤が判定される。
【００１８】
本発明によれば、ボケ画像を用いて外部装着部品の撮像画像のパターンが抽出されるので、濃度強調処理により外部装着部品の形状や対象物の背景若しくは周辺で濃度変化を有する部分が輪郭線として残った場合にも一定値以上の濃度差がない部分は、ボケ画像で不明瞭となるから、撮像画像のパターンとして抽出されない。例えばエンジンの外部装着部品の検査においては、黒い色の鋳鉄で成形されたエンジンに黒っぽいの部品が装着され、その部品の撮像画像に濃度強調処理を行うと、部品の形状の輪郭部分だけでなくエンジンの地肌の凸凹部分も濃度勾配が強調されることになるが、ボケ画像を生成してからパターンを抽出するため、エンジンの地肌の凸凹部分は不明瞭となり、パターンとしては抽出されない。
【００１９】
従って、外部装着部品の形状を示す輪郭部分のように比較的大きい濃度変化を有する部分のみが撮像画像を構成するパターンとして抽出されるから、例えば上述した理由（パターンの一致率による判定での正しい部品と誤った部品の分布の相違が明確になるという理由）から標準パターンとの比較による対象物の正誤判定の精度が向上する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、ボケ画像を用いて撮影対象物の撮像画像のパターンが抽出されるので、抽出パターンと標準パターンとのパターンマッチングによる撮影対象物の正誤判定の精度を向上させることができる。特にワークの外部に装着された部品の正誤を撮像画像から判定する装置に適用した場合、高い精度で外部装着部品の正誤判定を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明に係る誤欠品検査方法及び誤欠品検査装置について、図を用いて説明する。
【００２２】
図１は、本発明に係る誤欠品検査装置の一実施形態の概略構成を示す図、図２は、同誤欠品検査装置のアーム先端に設けられた撮像ユニットの正面図である。
【００２３】
誤欠品検査装置１は、垂直多関節型ロボットからなるロボット２と、このロボット２のアーム２１の先端に設けられた撮像ユニット３と、ロボット２及び撮像ユニット３の動作を制御する制御装置４と、この制御装置４に制御に必要な情報を入力したり、制御結果を表示させたりするための入出力表示装置５とで構成されている。
【００２４】
撮像ユニット３は、図２に示すように、正面視で横長長方形の箱形状をなし、底面の略中央がロボット２のアーム２１に固定されている。また、正面の上部には長辺に沿って２個の照明用投光部３２ａ，３２ｂとカラー撮像部３１ａとが交互に一列に配設され、正面の下部には長辺に沿って３個の照明用投光部３２ｃ，３２ｄ，３２ｅとモノクロ撮像部３１ｂ，３１ｃとが交互に一列に配設されている。
【００２５】
カラー撮像部３１ａは、例えばＣＣＤ（Charge-Coupled Device）からなるカラーエリアセンサとこのカラーエリアセンサの撮像面に被写体の光像を結像するズームレンズとで構成されている。カラーエリアセンサは、各画素の撮像面にＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）のカラーフィルタを市松模様状に配設してなる単板式カラーエリアセンサで構成されている。このカラー撮像部３１ａは、色によって組付部品７を識別するために組付部品７をカラー撮像するためのものである。すなわち、組付部品７によっては外観形状が全く同一で性能のみが異なる場合があり、かかる場合は組付部品７にカラーマークが付されているので、組付部品７の撮像画像からカラーマークの色を検出することにより組付部品７の種類を識別するものである。
【００２６】
モノクロ撮像部３１ｂ，３１ｃも、例えばＣＣＤ（Charge-Coupled Device）からなるモノクロエリアセンサとこのカラーエリアセンサの撮像面に被写体の光像を結像するズームレンズとで構成されている。モノクロ撮像部を２個設けているのは、これらのモノクロ撮像部３１ｂ，３１ｃによりステレオカメラを構成し、被写体の三次元画像を取得できるようにするためである。なお、カラーエリアセンサ及びモノクロエリアセンサはＣＣＤに限られず、Ｃ−ＭＯＳイメージセンサなどの他の固体撮像素子であってもよい。また、カラーエリアセンサは単板式に限定されず、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色に対応して３枚のイメージセンサが設けられた３板式カラーイメージセンサであってよい。
【００２７】
照明用投光部３２ａ〜３２ｅは、多数の光ファイバーの束で構成され、図略の光源から発した光を撮像ユニット３の正面（撮像面）に導光し、カラー撮像部３１ａ及びモノクロ撮像部３１ｂ，３１ｃの被写体に向けて照射するものである。
【００２８】
撮像ユニット３は、ロボット２のアーム２１の駆動によりエンジン６に対する所定の撮影位置に移動可能であるとともに、その撮影位置において、Ｘ−Ｙ面（撮像ユニット３の正面と平行な面）内で任意に回転可能になっている。従って、エンジン６の各組付部品７に対する撮像ユニット３の撮影位置及び撮影方向の条件は、ロボット２のアーム２１の駆動を制御するとともに、ズームレンズの倍率を制御することにより予め設定された条件（誤欠品検査部４２での画像のマッチング処理に必要な画角の条件）に設定されるようになっている。
【００２９】
制御装置４はＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、入出力ＩＦ（Interface）を基本構成とするマイクロコンピュータからなり、ＲＯＭに予め記憶されたプログラムをＣＰＵに実行させることによりロボット２及び撮像ユニット３の動作制御の機能と、撮像ユニット３で撮像された画像を用いて、例えばエンジン６の外部に組み付けられた部品７の正誤及び欠品の有無を判定する画像処理の機能とを果す。制御装置４内のロボット制御部４１は、ロボット２及び撮像ユニット３の動作制御を果す部分を機能ブロックで示したものであり、誤欠品検査部４２は、撮像画像を用いた組付部品７の正誤及び欠品の有無の判定処理を行う部分を機能ブロックで示したものである。
【００３０】
ＲＯＭには、エンジン６の種類毎に検査すべき複数個の組付部品７を撮像ユニット３で撮像するためのロボット２の制御手順と撮像ユニット３の撮像手順（組付部品７が複数個ある場合は、各組付部品７を順番に撮像する手順）のプログラムが記憶されており、ロボット制御部４１はこのプログラムをＲＡＭに展開して実行することにより誤欠品検査処理における組付部品７の撮像画像の取込みを制御する。すなわち、本実施形態では、誤欠品検査部４２で、エンジン６のＥＧＲバルブ、アウトレットウォーター、ＩＮインシュレータ、オイルフィラキャップ、オルタネータ、ターボチャージャー、ＥＸエンジンブラケット及びＥＸインシュレータの８種類の組付部品７について部品の正誤及び欠品の有無を判定するようになされ、ＲＯＭには、これらの組付部品７毎に、組付部品７に対する撮像位置や撮像ユニット３の撮像方向などの情報が記憶されており、ロボット制御部４１はこの情報に従ってロボット２のアーム２１を駆動することにより撮像ユニット３を撮影対象の組付部品７に対して所定の撮像位置に設定し、撮像ユニット３の撮像部３１（後述する）を駆動して当該組付部品７の撮像画像を取り込む。この撮像画像のデータは誤欠品検査部４２に入力され、組付部品7の正誤及び欠品の有無の判定の処理（後述する）に使用される。
【００３１】
また、ＲＯＭには、誤欠品検査部４２でパターンマッチングにより組付部品７の正誤及び欠品の有無を判定する際に用いられる標準的なパターン（以下、標準パターンという。）が記憶されている。標準パターンは、上述したＥＧＲバルブ乃至ＥＸインシュレータの８種類の組付部品７に対してそれぞれ必要数ずつ（各組付部品について複数種類の形状の部品がある場合、その種類数ずつ）用意されている。
【００３２】
なお、各標準パターンは、対応する組付部品７を所定の位置で撮像したときの撮像画像に含まれる輪郭線（組付部品７の形状を示す輪郭線とその背景に表れる代表的な輪郭線からなる）で構成されている。例えばエンジン６のアウトレットウォーターについて、５種類の形状の異なるアウトレットウォーターがある場合、図３（ａ）〜（ｅ）に示すように、５種類の標準パターンがＲＯＭに記憶されている。なお、図３（ａ）〜（ｅ）において、四角い枠で囲んだ部分が撮像範囲（標準パターン）であり、各標準パターンは、この枠内に含まれるアウトレットウォーターの形状の輪郭線と背景部分の代表的な輪郭線（例えばキャップが取り付けられている円筒状の本体部分の輪郭線など）で構成される。
【００３３】
入出力表示装置５はタッチパネルからなり、入出力表示装置５には誤欠品検査に必要な条件（例えば検査対象のエンジンの種類や名称及びそのエンジンの組付部品の種類や名称など）を入力するためのメニュー画面が表示され、作業者がこのメニュー画面に表示される操作スイッチや選択項目を押圧操作することにより所要の条件が制御装置４に入力される。
【００３４】
次に、本発明に係る誤欠品検査部４２の機能について、図４を用いて具体的に説明する。
【００３５】
図４は、誤欠品検査部４２の処理工程を機能ブロックで表した図である。誤欠品検査部４２は、画像強調処理部４２１、ボケ画像作成部４２２、輪郭線抽出部４２３、パターンマッチング処理部４２４及び部品判定部４２５で構成されている。なお、標準パターン記憶部４２６は、パターンマッチングに用いる組付部品７の標準パターンを記憶するもので、上述したように本実施形態ではＲＯＭがその機能を果している。なお、ロボット２及び撮像ユニット３の駆動制御や誤欠品検査処理を行うプログラムを記憶したＲＯＭ以外にＥＥＰＲＯＭを設け、標準パターンをこのＥＥＰＲＯＭに記憶させていてもよい。
【００３６】
画像強調処理部４２１は、撮像ユニット２のモノクロ撮像部３１ｂ，３１ｃにより組付部品７を撮像して得られるディジタル画像のデータ（以下、原画像データという。）に画像強調処理を行うものである。画像強調処理部４２１は、原画像データに当該原画像をエッジ強調した画像データを重ね合わせることにより先鋭化された原画像のデータ（以下、強調画像データという。）を生成する。具体的には、例えば原画像データがｘ列ｙ行の画素群の濃度データで構成され、原画像を表す関数をｆ（ｘ，ｙ）とし、原画像関数ｆ（ｘ，ｙ）の二次微分関数を∇2ｆ（ただし、ラプラシアン∇2は二次微分演算子であって、∇2＝∂2／∂ｘ2＋∂2／∂ｙ2である）とすると、画像強調処理部４２１は、ｇ（ｘ，ｙ）＝ｆ（ｘ，ｙ）−∇2ｆ（ｘ，ｙ）を演算することにより強調画像を表す関数ｇ（ｘ，ｙ）を算出する。
【００３７】
画像強調処理部４２１における画像強調処理は、上述した従来の検査方法における画像強調処理と同様で、図１０に示したように、この画像強調処理により原画像（図１０（ａ）参照）からエッジが強調された画像（図１０（ｂ）参照）が得られる。
【００３８】
ボケ画像作成部４２２は、画像強調処理部４２１から出力される強調画像データを用いてボケ画像を作成するものである。ボケ画像作成部４２２は、強調画像に平均化処理若しくは積分演算を施すことによりボケ画像を生成する。具体的には、ボケ画像作成部４２２は、例えば３×３のマスクを用いて選択的に局所部分の濃度データの平均化処理を行うことによりボケ画像を生成する。すなわち、ボケ画像を表す関数をｈ（ｘ，ｙ）とすると、ｈ（ｘ，ｙ）＝｛ｇ（ｘ−１，ｙ−１）＋ｇ（ｘ，ｙ−１）＋ｇ（ｘ＋１，ｙ−１）＋ｇ（ｘ−１，ｙ）＋ｇ（ｘ，ｙ）＋ｇ（ｘ＋１，ｙ）＋ｇ（ｘ−１，ｙ＋１）＋ｇ（ｘ，ｙ＋１）＋ｇ（ｘ＋１，ｙ＋１）｝／９を演算することによりボケ画像が作成される。この演算処理により、例えば図１０（ｂ）の例では、図５に示すようなボケ画像が生成される。
【００３９】
輪郭線抽出部４２３は、ボケ画像作成部４２２で作成されたボケ画像から当該ボケ画像に含まれる輪郭線（組付部品７の形状を示す輪郭線や組付部品７が取り付けられた背景部分に表れる他の部品の輪郭線など）を抽出する。輪郭線抽出部４２３は、例えば二次微分フィルタ（ラプラシアンフィルタ若しくはガウス型ラプラシアンフィルタ等）を用いてボケ画像を構成する画素データに対し、微分演算を行うことにより輪郭線を抽出する。この輪郭線抽出処理により、例えば図５の例では、図６に示すように輪郭線のパターンが得られる。
【００４０】
パターンマッチング処理部４２４は、輪郭線抽出部４２３で抽出された輪郭線のパターン（以下、抽出パターンという。）を標準パターン記憶部４２６に記憶された組付部品７の標準パターンと照合し、両パターンの一致率を算出するものである。パターンマッチング処理部４２４は、例えば標準パターンと抽出パターンとの位置ずれ量（対応する点同士の距離）を算出し、その位置ずれ量が所定の閾値以下であるパターンの割合を算出する。例えば抽出パターンに含まれる全ての輪郭線が標準パターンの輪郭線に対して所定の閾値以下のずれ量の範囲にあるときは、一致率Ｒは１００％であると判定される。一方、抽出パターンに含まれる全ての輪郭線が標準パターンの輪郭線に対して所定の閾値よりも大きいずれ量の範囲にあるときは、一致率Ｒは０％であると判定される。また、抽出パターンに含まれる全ての輪郭線のうち、例えば半分の輪郭線が標準パターンの輪郭線に対して所定の閾値以下のずれ量の範囲にあるときは、一致率Ｒは５０％であると判定される。
【００４１】
上述のように、本実施形態では、組付部品７の撮像画像に対して画像強調処理をした後、ボケ画像を生成し、このボケ画像からパターンを抽出しているので、背景部分や組付部品以外の鋳造品の鋳肌部分がパターンとして抽出されることが低減され、図１１に相当する一致率の分布は、例えば図７に示すようになる。従って、同図に示すように、正しい組付部品に対する一致率の分布（実線で示す分布）と正しい組付部品に形状が類似している誤った組付部品に対する一致率の分布（点線で示す分布）は、従来（図１１参照）のように閾値Ｒｔの近傍で重複することがなくなるので、この重複部分が誤判定されることがなくなり、検査精度は従来よりも向上するようになっている。
【００４２】
標準パターン記憶部４２６には、上述したように、各組付部品７毎に異なる形状の部品が複数種類ある場合、その複数種類数の標準パターンが記憶されている。従って、パターンマッチング処理部４２４は、ある組付部品７について、複数種類の標準パターンがある場合は、当該組付部品７のＩＤ番号に対応する標準パターンだけでなく他の標準パターンについてもパターンの一致率Ｒを算出する。すなわち、表１に示すように、例えば組付部品７の種類がａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅの５種類あり、各組付部品７について、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの５種類の標準パターンがあるとすると、例えばａの組付部品７については、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの５種類の標準パターンについてそれぞれパターンの一致率Ｒが算出される。
【００４３】
【表１】
2005147973.tif 000003
【００４４】
このように、ＩＤ番号に対応する標準パターン以外の標準パターンについても一致率Ｒを算出し、誤欠品の判定をするのは、判定結果の信頼性を高めるためである。すなわち、ＩＤ番号に対応する標準パターンについてだけパターンの一致率Ｒから組付部品７の正誤若しくは欠品の有無を判定すると、例えば撮像画像に含まれるノイズに起因して誤品が正しい部品と判定されたり、逆に正しい部品が誤品と判定される場合にそれを確認することができないため、誤判定が発生することになるが、ＩＤ番号に対応する標準パターン以外の標準パターンについてもパターンの一致率Ｒから組付部品７の正誤若しくは欠品の有無を判定すると、上述の誤判定が生じる虞がある場合にもそれが確認されるため、誤判定の発生を可及的に防止することができるからである。
【００４５】
部品判定部４２５は、パターンマッチング処理部４２４により算出されたパターンの一致率Ｒに基づいて組付部品７の正誤及び欠品の判定を行うものである。部品判定部４２５は、パターンの一致率Ｒを予め設定された所定の第１閾値Ｒｔ１（例えば６０％）と比較し、一致率Ｒが第１閾値Ｒｔ１以上であると、正しい部品であると判定し、一致率Ｒが第１閾値Ｒｔ１より小さいと、誤品であると判定する。また、部品判定部４２５は、パターンの一致率Ｒを予め設定された所定の第２閾値Ｒｔ２（＜Ｒｔ，例えば１０％）と比較し、一致率Ｒが第２閾値Ｒｔ２以上であると、部品有りと判定し、一致率Ｒが第２閾値Ｒｔ２より小さいと、欠品であると判定する。
【００４６】
部品判定部４２５は、上述したように、各組付部品７毎に複数の標準パターンについて判定処理を行う。すなわち、表１の例では、例えばａの組付部品７についてＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの５種類の標準パターンに対して、一致率Ｒと第１閾値Ｒｔ１，第２閾値Ｒｔ２とを比較し、各標準パターンについて、部品の有無及び正誤を判定する。その判定結果が例えば表２に示すような場合、Ａの標準パターンについてのみＲ＞Ｒｔ１であるから、ａの組付部品７の検査結果は「ＯＫ」となる。一方、その判定結果が例えば表３に示すような場合、ＡとＤの標準パターンについてＲ＞Ｒｔ１であるから、ａの組付部品７の検査結果は「ＮＧ」となる。すなわち、表３の場合は、組付部品７がＡの部品ともＤの部品とも判別が付かないので、ＩＤ番号に対応する標準パターンがＡの部品のものであっても検査精度を高めるため、「ＮＧ」扱いとして黙視検査に回されることになる。
【００４７】
なお、表３において、Ｄの標準パターンのみがＲ＞Ｒｔ１となった場合は検査結果は「ＮＧ」となる。この場合は、Ｄタイプの部品の標準パターンに対してＲ＞Ｒｔ１となっているため、本来Ａタイプの部品７が取り付けられるべきところ、Ｄタイプの部品７が取り付けられていると認定されるからである。
【００４８】
【表２】
2005147973.tif 000004
【００４９】
【表３】
2005147973.tif 000005
【００５０】
次に、本発明に係る誤欠品検査部４２の処理動作について、図８，図９を用いて説明する。
【００５１】
図８は、誤欠品検査部４２の処理手順を示すフローチャートである。
【００５２】
所定の検査位置に検査対象のワーク、例えばエンジン６が設定されると（Ｓ１：ＹＥＳ）、当該エンジン６のＩＤ番号が読み取られる（Ｓ２）。エンジン６のＩＤ番号の読み取りは、撮像ユニット３によりエンジン６の所定位置に記載されたＩＤ番号を撮像し、その撮像画像を解析することより読み取られる。エンジン６のＩＤ番号が確認されると、当該エンジン６の検査対象となる１又は２以上の複数の組付部品７が特定され、撮像ユニット３により予め設定された順番で各組付部品７を撮像し、その撮像画像を用いて組付部品７毎に部品の正誤及び欠品の有無の検査が行われる。
【００５３】
すなわち、まず、検査すべき組付部品７の数をカウントするカウンタｎに１がセットされる（Ｓ３）。続いて、ＲＯＭからＮｏ．１の組付部品７に対する撮像条件（照明量や撮像位置や撮像方向などの条件）が読み出され、この撮像条件に基づいてロボット２を駆動するとともに、撮像ユニット３を駆動してＮｏ．１の組付部品７に対する撮像画像を取り込む（Ｓ４）。なお、この撮像では、組付部品７の種類によってカラー撮像又はモノクロ撮像、あるいはカラー撮像とモノクロ撮像の両方が行われるが、この説明では便宜上、モノクロ撮像をする場合について説明する。
【００５４】
続いて、ステップＳ５〜Ｓ９で撮像ユニット３により取り込まれた撮像画像（原画像）を用いてＮｏ．１の組付部品７の正誤及び欠品の有無の判定処理が行われる。すわなち、まず、画像強調処理部４２１により原画像の強調処理が行われた後（Ｓ５）、この強調画像を用いてボケ画像生成部４２２によりボケ画像が生成され（Ｓ６）、更に輪郭線抽出部４２３によりボケ画像から撮像画像に含まれる輪郭線（パターン）が抽出される（Ｓ７）。
【００５５】
続いて、パターンマッチング処理部４２４によりＮｏ．１の組付部品７について設けられた１又は２以上の標準パターンに対する抽出パターンの一致率Ｒが算出され（Ｓ８）、この後、部品判定部４２５により各一致率Ｒについて第１閾値Ｒｔ１及び第２閾値Ｒｔ２との大小関係を判別することにより、Ｎｏ．１の組付部品７に対する部品の正誤及び欠品の有無が判定される（Ｓ９）。この判定結果は、ＲＡＭに一時保存される（Ｓ１０）。
【００５６】
続いて、カウンタｎが１だけ増加された後（Ｓ１１）、そのカウンタ値ｎがエンジン６の検査数Ｎを超えているか否かが判別される（Ｓ１２）。なお、検査数ＮはＩＤ番号に対応して設定されており、ステップＳ２のＩＤ番号の読込みにより知ることができる。ステップＳ１２で、ｎ≦Ｎであれば、Ｎｏ．ｎの組付部品７について判定処理をするべくステップＳ４に戻る。そして、上述した判定方法と同様の方法でＮｏ．ｎの組付部品７について判定処理が行われ、以下同様の方法でＮｏ．Ｎの組付部品７まで判定処理が終了すると、ステップＳ１２でｎ＞Ｎとなるから、ステップＳ１３に移行し、Ｎ個の組付部品７の判定結果がエンジン６の検査結果として、例えば図９に示す表示態様で入力表示装置５に表示された後、ワークが搬出され（Ｓ１４）、検査処理は終了する。
【００５７】
なお、図９に示す表示態様は、全ての判定対象の組付部品７に対して「ＯＫ」、「ＮＧ」及び「検査シナイ」の表示窓を設け、各組付部品７の判定結果に対応する表示窓を点灯させるようにしたものである。「総合ＯＫ」及び「総合ＮＧ」の表示は、全体的な検査結果を表示するものであり、「ＩＤ読取ＯＫ」、「ＩＤ読取ＮＧ」は検査処理プロセスにおけるエンジン６のＩＤ読取処理の正否を表示するものである。「総合ＮＧ」が点灯された場合は、組付部品７のいずれかで「ＮＧ」が点灯されるか、「ＩＤ読取ＮＧ」が点灯されることによりＮＧの原因が分るようになっている。
【００５８】
上記のように、誤欠品検査装置１は、組付部品７の撮像画像からボケ画像を生成し、そのボケ画像からパターンを抽出するようにしているので、当該パターンに含まれるノイズを好適に低減することができ、組付部品７の正誤及び欠品の有無の判定の精度を向上させることができる。特に、エンジンなどの鋳鉄製の部品６に組み付けられた部品７の判定処理に対し、鋳物の地肌部分がパターン抽出時にノイズとなって混入するのを適切に防止でき、高精度で組付部品７の判定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明に係る誤欠品検査装置の一実施形態の概略構成を示す図である。
【図２】本発明に係る誤欠品検査装置のアーム先端に設けられる撮像ユニットを示す正面図である。
【図３】アウトレットウォーターの５種類の標準パターンの一例を示す図である。
【図４】誤欠品検査部の処理工程を機能ブロックで表した図である。
【図５】図１０（ｂ）の画像から作成されるボケ画像の一例を示す図である。
【図６】ボケ画像が抽出されるパターンの一例を示す図である。
【図７】本発明に係る検査方法における抽出パターンの一致率の分布の一例を示す図である。
【図８】誤欠品検査部の処理手順を示すフローチャートである。
【図９】検査結果の表示態様の一例を示す図である。
【図１０】組付部品の撮像画像からパターンを抽出する手順を説明するための図である。
【図１１】従来の検査方法における抽出パターンの一致率の分布の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００６０】
１  誤欠品検査装置
２  ロボット
３  撮像ユニット
３１  撮像部（撮像手段）
３１ａ  カラー撮像部
３１ｂ，３１ｃ  モノクロ撮像部
３２  照明部
３２ａ〜３２ｅ  投光部
４  制御装置
４１  ロボット制御部（位置設定手段）
４２  誤欠品検査部
４２１  画像強調部（濃度強調手段）
４２２  ボケ画像作成部（ボケ画像生成手段）
４２３  輪郭線抽出部（パターン抽出手段）
４２４  パターンマッチング処理部
４２５  部品判定部（判定手段，部品判定手段）
４２６  標準パターン記憶部（記憶手段）
５  入出力表示装置（出力手段）
６  エンジン（ワーク）
７  部品（外部装着部品）
【図１】
2005147973.tif 000006
【図２】
2005147973.tif 000007
【図４】
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【図６】
2005147973.tif 000009
【図７】
2005147973.tif 000010
【図８】
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【図９】
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【図１１】
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【図３】
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【図５】
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【図１０】
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